1. El documento presenta nueve problemas relacionados con fuerzas electrostáticas. Los problemas involucran calcular la fuerza entre esferas cargadas, determinar el campo eléctrico en diferentes puntos dados la ubicación y magnitud de cargas puntuales, y encontrar la carga requerida para que objetos permanezcan en equilibrio bajo la influencia de un campo eléctrico.

1. Problemas de fuerza electrostática
1.- Dos esferas de plata, cada una con una masa de 10.0 g, están separadas 1.00 m .
Calcular la fracción de electrones de una esfera que deberá ser transferida a la otra a
fin de producir una fuerza de atracción entre ambas esferas igual a 1.00x104
N(
aproximadamente una tonelada ) . ( el número de electrones por átomo de plata es
igual a 47, y el numero de átomos por gramo es igual al número de Avogrado dividido
entre la masa molar de la plata, es decir 107.87 g/ mol. )
2.- Dos pequeñas esferas conductoras idénticas se colocan de forma que sus centros
se encuentran a una distancia de 0.300m. A una se le da una carga de 12.0 nC y a la
otra una carga de – 18.0nC. a) Determine la fuerza eléctrica que ejerce una esfera
sobre la otra, b) ¿Qué pasaría si? Las esferas están conectadas mediante un alambre
conductor, Determine la fuerza eléctrica entre ellas una vez que alcanzan el estado de
equilibrio.
3.- Un objeto con una carga de 24.0µC se coloca en un campo eléctrico uniforme de
valor 610N/C con la dirección vertical. ¿Cuál es la masa de este objeto si se queda “
flotando” en el campo.
4.- En la figura adjunta, determine el punto (distinto del infinito ) en
el cual el campo eléctrico es igual a cero.
5.- En las esquinas de un cuadrado de lado a, como se muestran en
la figura adjunta, existen cuatro cargas puntuales. a) Determine la
magnitud del campo eléctrico en la localización de la carga q. b)
¿Cuál es la fuerza resultante sobre la carga q?
6.-Tres cargas puntuales se
encuentran alineadas a lo largo del eje de las x,
según se muestra en la figura adjunta. Determine el
campo eléctrico en a) la posición (2.00, 0) y b) la
posición ( 0, 2.00)
7.- Dos pequeñas esferas, cada una con una masa de 2.00 g, se
encuentran suspendidas de dos hilos delgados de 10.0 cm d de longitud
(ver figura) En La dirección de las x se aplica un campo eléctrico
uniforme. Las esferas tienen cargas de -5.00x10 -8
C y otra de
+5.00x10-8
C, respectivamente. Determine el campo eléctrico que
permite que las esferas queden en equilibrio a un ángulo θ = 10.0º con
la bisectriz de los hilos

2. 8.- En los vértices de un triangulo equilátero están
fijas tres cargas de igual magnitud q. Una cuarta
carga Q puede moverse a lo largo del eje positivo
de las x bajo la influencia de las fuerzas que
ejercen las tres cargas fijas. Encuentre un valor de s
con el cual Q se mantiene en equilibrio. Será
necesario resolver una ecuación trascendente.
9.- Cuatro partículas idénticas, cada una con una carga +q, se encuentran en las
esquinas de un cuadrado de lado L. Una carga puntual –Q están a una distancia z a lo
largo de la perpendicular al plano del cuadrado y
pasa por el centro del mismo ( ver figura ) a)
Demuestre que las fuerza ejercida sobre –Q por las
otra cargas es igual a
𝐹 = −
4𝑘𝑘 𝑒 𝑞𝑄𝑧
⌊ 𝑧2+(𝐿2 /2⌋13/2
𝑘
Observe ve que esta fuerza esta dirigida al centro
del cuadrado, independiente de si x es positiva ( -Q
por encima del cuadrado) o negativa ( - Q por
debajo) b) Si z es pequeña en comparación con L,
la expresión se arriba se reduce a F ≈ - ( constante
) z k. ¿Por qué implica lo anterior que el movimiento de la carga –Q es armónico
simple, y cuál es el periodo de este movimiento, si la masa de –Q es m?
1.-Una pequeña esfera de plástico de 2.00g
de peso está suspendida de un hilo de 20.0
cm de largo en un campo eléctrico uniforme,
como se ilustra en la figura adjunta. Si la
pelota está en equilibrio cuando el hilo forma
un ángulo de 15.0º con la vertical, ¿Cuál es la
carga neta de la pelota?
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